JEG er sikker på at dette er noe vi alle har opplevd før-du går ut og finner et verktøy eller annet metallelement helt misfarget. Du vet kanskje allerede, denne misfargingen kalles rust. Vi forventer vanligvis at noe tar uker eller måneder å ruste, men i dag skal jeg vise deg en måte du kan ruste en spiker på bare sekunder. Vil du se hvordan det fungerer, og hvordan du kan prøve dette hjemme? Se videoen nedenfor for å lære mer.
Materialer For Å Samle
- en jernspiker (Pass på at den ikke er galvanisert)
- en plast-eller glassbeholder som er stor nok til å holde neglen & alle de flytende ingrediensene. * Ikke bruk en metallbeholder eller det kan ruste for*
- 8 ts hydrogenperoksid (3%) (du kan plukke dette opp på noen butikk der de selger førstehjelp forsyninger)
- 1 ts destillert hvit eddik
- Bordsalt
- Vernebriller eller vernebriller for å beskytte øynene
- et par hansker
Prøv det ut! (med tilsyn av voksne)
**Før du gjør dette eksperimentet, er det svært viktig at alle deltakere har på seg personlig verneutstyr (PPE): et par vernebriller eller vernebriller og vanntette hansker. Et par vernebriller eller vernebriller er ALLTID en god ide når du arbeider med væsker som kan sprute i øynene dine. Det er også en god ide å ha et par hansker på hånden fordi du ikke vil ha langvarig hudkontakt når disse kjemikaliene er kombinert.**
Når du har samlet alle dine materialer og har ditt personlige verneutstyr på, er det på tide å starte vitenskapen!
Trinn 1: Mål opp ingrediensene ved å Bruke mengdene som er oppført i materials-delen. Hvis du trenger mer løsning, må du bruke 8 deler hydrogenperoksid til 1 del destillert eddik når du måler ut hva du trenger. Deretter kombinerer du forsiktig eddik og hydrogenperoksid i bollen din.
* * når disse væskene er kombinert, vær forsiktig så du ikke berører blandingen. Å sette på et par hansker når du arbeider med denne løsningen, er en fin måte å holde hendene trygge på.**
Trinn 2: Tilsett nok salt til blandingen for å mette løsningen (på samme måte som du ville lage veldig saltvann). Bland løsningen sammen, du kan bruke neglen hvis den er lang nok, eller du kan bruke en trespyd. Hvis du bruker neglen til å røre, kan du se en rustfarge og bobler begynner å vises.
Trinn 3: Plasser neglen i beholderen. Hvis du ruster mer enn en spiker, velg en beholder som er stor nok til å holde alle neglene du vil ruste.
Trinn 4: la spikeren sitte i løsningen. Enhver del av neglen som sitter i løsningen, vil danne rust på den. Hold øye med neglen din, og når du er fornøyd med hvor rusten neglen din har blitt, kan du forsiktig ta den ut av løsningen.
Trinn 5: La neglen lufttørke. Bruk hansker og fjern forsiktig neglen fra løsningen. Hvis du tørker ned neglen, kan du miste noe av rustfinishen. Legg det forsiktig på et papirhåndkle og la det lufttørke. Om noen timer skal neglen din se rusten ut, og du kan sjekke det litt nærmere. Sørg for å tømme løsningen trygt og kast hanskene dine.
Hva Er Vitenskapen?
så hva er rust uansett?
Rust dannes på metaller i en prosess som kalles oksidasjon. Oksidasjon oppstår når visse metaller, som jern, blir utsatt for oksygen. For noen metaller skjer dette veldig raskt, og for andre er denne prosessen litt tregere. Metaller som er beskyttet av maling og andre belegg, vil ikke ruste fordi disse beleggene beskytter metallet mot å bli utsatt for oksygen. Hvis en del av belegget er fjernet eller skadet (som en ripe på en bil, eller maling på en sykkel seg av) metallet vil da bli utsatt for oksygen og prosessen med rusting kan begynne.
Hva skjer egentlig når rust dannes?
i vårt eksperiment skaper blanding av hydrogenperoksid (H2O2) og destillert eddik sammen en liten mengde noe som kalles pereddiksyre. Syre er etsende og kan føre til at ting som metall å bryte ned. Hydrogenperoksid er laget av hydrogen og oksygen, men det er oksygen som er nøkkelen til å skape rust på metall.
jernmolekylene på overflaten av nagelutvekslingsatomer med oksygen i løsningen og produserer en ny substans. Du gjettet det-rust! (eller jernoksid som forskere ville kalle det !)
hele denne prosessen er hjulpet sammen av saltet vi la til løsningen. Dens jobb i hele denne prosessen er å fungere som en elektrolytt som senker den elektriske motstanden i løsningen, og hjelper oksygen og neglen til å handle atomer lettere.
**Atomer er stykkene som utgjør et molekyl. Disse er super små og umulige å se med egne øyne, så forskere må bruke veldig kraftig utstyr for å se disse små byggesteinene**
Hvorfor merker jeg så mange endringer?
Hver gang du ser boblende, fizzing eller en fargeendring, er det en anelse om at du sannsynligvis ser en kjemisk reaksjon. Dette betyr at vårt jern endrer seg. Når neglen gjennomgår rustprosessen, kan vi fjerne rusten fra neglen, men jernet som ble rust, vil aldri gå tilbake til å være jern.
du kan også merke at reaksjonen blir varm. Denne spesielle kjemiske reaksjonen er en eksoterm reaksjon, noe som betyr en kjemisk reaksjon som produserer eller avgir varme. Dette er en av grunnene til at vi ønsker å være sikker på å bruke riktig verktøy og sikkerhetsutstyr gjennom hele eksperimentet. Hvis neglen er for varm til at du komfortabelt kan berøre, bruk et kjøkkenredskap som tang for å fjerne neglen, eller grytekluter for å flytte beholderen trygt.
Spør Dine Unge Forskere
når du begynner å kombinere ingredienser for å lage løsningen, spør:
- hva legger du merke til?
- de kan se og høre litt fizzing, noe boblende, saltet forsvinner (oppløses) i blandingen, og de kan legge merke til at blandingen er klar, men blir overskyet når saltet tilsettes
når neglen er i løsningen, spør forskerne dine:
- Hva merker du skjer nå?
- de kan se og høre mer fizzing eller boblende, fargen endrer seg, de kan legge merke til at beholderen føles litt varmere etter noen minutter, eller til og med se rust begynner å danne seg på neglen
- hva lurer du på om de tingene du legger merke til?
- din forsker kan lure på hvorfor fargen på løsningen endrer seg, hvorfor den bobler, de kan lure på hvorfor løsningen har en annen lukt. De lurer kanskje på hva rust egentlig er.
når neglen er ute og tørr, spør forskeren din om å gjøre noen sammenligninger mellom en rusten negl og en ikke-rusten negl.
- Hvilke ting er forskjellige?
- hvilke ting ble det samme?
Mer Å Utforske
tiden du lar neglen sitte i løsningen, vil avgjøre hvor rusten neglen din blir. Hvis du bare vil ha litt rust, prøv å ta neglen ut etter noen minutter. Hvis du vil ha en virkelig rusten negl, prøv å forlate neglen i løsningen hele dagen, eller kanskje lenger. Du kan forlate neglen i løsningen så lenge du vil, men husk at beholderen kan bli veldig varm hvis neglen ruster i lengre tid.
Prøv den samme undersøkelsen igjen, men med en vri. Bruk en annen spiker eller tørk av neglen du nettopp brukte med et papirhåndkle. Før du legger neglen i løsningen, prøv å dekke den i petroleumjell. Vil det fortsatt ruste? La oss finne ut!
dette innholdet ble muliggjort delvis av Institutt For Museum Og Bibliotektjenester.
Vi vil se hva du prøver hjemme. Del dine eksperimenter med oss på sosiale medier ved å bruke # ScienceAtPlay og tagging @CTScienceCenter.
Nick Villagra Er EN STEM Pedagog Ved Connecticut Science Center, ansvarlig for å utvikle og levere vitenskap opplevelser, inkludert klasserom lab programmer, sceneshow, og ferie leirer. Nick har En Bachelor Of Science I Ingeniørfag Fra Swarthmore College. og har vært foredragsholder På New England Museum Association conference. Alltid ute etter å sette et unikt stempel på Science Center tilbud, Nick liker å innlemme spesialdesignede 3d trykt materiale for studenter å samhandle med.